Metr — jednostka długości w układzie SI: definicja, historia i przeliczenia

Poznaj metr — jednostka długości w SI: definicja, historia, praktyczne przeliczenia (cale, stopy, jardy) i zastosowania w pomiarach.

Metr (pisownia amerykańska, meter) jest podstawową jednostką długości w układzie SI. Skrót metru to m. W pierwszym znaczeniu (w czasach rewolucji francuskiej) oznaczał on 1/10 000 000 (jedną dziesięciomilionową) część odległości między równikiem ziemskim a biegunem północnym wzdłuż południka paryskiego. Obecnie metr jest oficjalnie definiowany jako odległość, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu 1/299,792,458 sekundy.

W imperialnym systemie miar jeden metr jest równy około 39,37 cala, 3,28 stopy lub około 1,09 jarda.

Definicja współczesna

Oficjalna definicja metra obowiązująca od 1983 roku brzmi: metr to odległość, jaką światło przebywa w próżni w czasie 1/299 792 458 sekundy. Ta definicja wiąże jednostkę długości z prędkością światła, która jest stałą fizyczną o dokładnie określonej wartości c = 299 792 458 m/s. Dzięki temu metr jest definiowany w sposób odtwarzalny i niezależny od materialnych wzorców.

Krótka historia definicji

• 1791–1793: pierwotna idea metra jako 1/10 000 000 długości południka z Paryża (od ekwatora do bieguna północnego).
• 1799: wprowadzenie materialnego wzorca — najpierw zapisano w protokołach prototyp metra oparty na miarze wykalibrowanej w procesie pomiaru południka.
• 1889: ustanowiono Międzynarodowy Prototyp Metra — pręt z stopu platyny i irydu przechowywany w Sèvres jako wzorzec.
• 1960: definicja oparta na długości fali światła — metr został określony jako 1 650 763,73 długości fal promieniowania pomarańczowo-czerwonego atomu kryptonu-86.
• 1983: aktualna definicja oparta na prędkości światła.

Przeliczenia i współczesne dokładne zależności

Od 1959 roku ustalono porozumienie międzynarodowe, w wyniku którego jednostki cal, stopa i jarda są związane z metrem poprzez dokładne wartości:

• 1 cal (inch) = 0,0254 m (dokładnie)
• 1 stopa (foot) = 0,3048 m (dokładnie)
• 1 jarda (yard) = 0,9144 m (dokładnie)

Na tej podstawie otrzymujemy przybliżenia:

• 1 m ≈ 39,37007874 cala
• 1 m ≈ 3,280839895 stopy
• 1 m ≈ 1,093613298 jarda

Multiplikatory SI i typowe wielkości

• 1 km (kilometr) = 1 000 m — odległości drogowe, dystanse między miastami
• 1 m = 100 cm (centymetr) = 1 000 mm (milimetr)
• 1 mm = 1 000 μm (mikrometr); 1 μm = 1 000 nm (nanometr)
• Przykłady: przeciętny wzrost człowieka ≈ 1,7 m; szerokość kartki A4 ≈ 0,21 m; długość fali widzialnego światła ≈ 400–700 nm.

Realizacja jednostki i pomiary

W praktyce realizacja metra w laboratoriach opiera się na precyzyjnych pomiarach czasu i długości wykorzystujących lasery, interferometrię oraz zegary atomowe (ponieważ definicja metra używa sekundy, a sekunda jest zdefiniowana poprzez częstotliwość przejścia atomu cezu). Dzięki temu współczesne pomiary długości osiągają bardzo wysoką dokładność w zastosowaniach naukowych i przemysłowych.

Zastosowania

Metr jako podstawowa jednostka długości w układzie SI jest powszechnie stosowany w nauce, inżynierii, medycynie, budownictwie i życiu codziennym — wszędzie tam, gdzie wymagana jest jednoznaczna i skalowalna miara odległości.

Uwaga językowa: w języku polskim używa się formy „metr” (liczba pojedyncza) i „metry” (liczba mnoga). Skrót to „m” (bez kropki w publikacjach naukowych, dopuszczalna kropka w niektórych tekstach).

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest metr?

Q: Jaki jest symbol metra?

Q: W jaki sposób metr został po raz pierwszy zdefiniowany podczas Rewolucji Francuskiej?

P: Jak metr jest definiowany obecnie?

P: Jaki jest odpowiednik jednego jarda w metrach?

P: Jaki jest odpowiednik metra w calach?

Q: Jaki jest odpowiednik metra w stopach i jardach?

Szukaj według litery